第三章 2. 交变电流的描述-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册【重难点手册】人教版

第三章_交变电流×∠C0 第2节交变电流的描述 01也备知识价理 —寓础梳理———____上_（2)角速度与周期、频率之间的关系为 知识点1周期和频率__w=1=2π/． 1.周期 5.转速 交变电流完成一次周期性变化所需的时产生交变电流的线圈单位时间内转过的 间，叫作交变电流的周期，通常用T表示，单位圈数叫作转速。用n表示，单位为转每秒，符号 是秒，符号是s。 是r/s。转速越大，交变电流变化越快。 2.频率 交变电流在1s内完成周期性变化的次6，转速n与ω的关系 数，叫作交变电流的频率，通常用f表示，单位 (1)转速单位是r/s时，ω=2πn。 是赫兹，简称赫，符号是Hz。（2)转速单位是r/min时，ω一5- 3.角速度ω知识点2峰值和有效值 （1)定义：产生交变电流的线圈单位时间1峰值 内转过的角度。 （2)单位：弧度每秒(rad/s)。 （1)交变电流的峰值(ImEm，U_m)是交变 （3)意义：角速度越大，则交变电流变化电流在一个周期内所能达到的最大数值。 越快。 （2)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场 4.周期(T)，频率()及角速度(ω)之间的的转轴转到与磁感线平行时，感应电动势有最 关系 大值E_m=NBSo，交变电流的最大值可以用来 （1)周期和频率之间的关系为 表示电流强弱和电压高低。 （3)纯电阻电路的电流及用电器两端的电 T-7或f-7压也有最大值。 111 重滩包手册高中物理选择性必修第二册) (4)如把电容器接在交变电流的电路中， 续表 电容器的耐压值不能低于交变电压的峰值，否 电流名称 电流图线 有效值 则电容器就会被击穿 (5)交流的最大值不适合表示交流产生的 正弦半波 效果。 电流 1号 四 2.有效值 (1)定义：让交流和恒定电流通过相同的 2 电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相 正弦单向 等，而这个恒定电流为I、电压是U,我们就把 脉动电流 I、U叫作这个交变电流的有效值 (2)正弦（余弦）式交流电的有效值和峰值 I- 的关系为 矩形脉动 E-E,U-Um,I=In 电流 √2 √2 (3)有效值的意义：交流电路中除计算通 过导体截面的电荷量外，一切计算都要用有效 非对称性 交变电流 √2(12+) 值.例如电功、电功率、电热、电热功率以及与其 他形式的能的转化、各种用电器铭牌上的标称 值等.在交流电路中的各种仪表的读数都是有 知识点3正弦式交变电流的公式和图像 效值.例如电流表、电压表、功率表、电能表等 1.相位 (4)有效值的求法：对于按正（余）弦规律 (1)概念引入：如图所示，画出了两支交流 变化的电流，可先根据Em=VBSw求出其最 的电压与时间关系的图像.很明显，这两支交 大值，然后根器上一爱末出其有效值，则有关 流的周期相等，但它们是不“同步”的，即它们 的瞬时值不是同时达到最大或最小.这种情况 电功、电功率的计算，各种交流仪表读数等问 下，我们称它们的“相位”不同， 题相应得到解决；当电流是非正（余）弦规律变 (2)相位的定义：任何一支随正弦函数变 化时，必须根据电流的热效应来求解，与电流 化的交变电流的电压都可以用U=Emsin(wl 的方向无关，且时间一般取一个周期。 +p)来表示，其中正弦符号“sin”后面的量“wt 拓视野 十”就叫作交变电流的相位， 几种典型电流的有效值的确定 电流名称 电流图线 有效值 正弦式交 变电流 √2 划重点 相位和初相的概念 1.描述相位时需要“对号入座”，即用正 112 第三章交变电流 3.感抗 弦函数描述交变电压时，“ω十p”叫作该交变 电压的相位；描述交变电流时，“ωt十o”叫作 (1)感抗是表示电感对交变电流阻碍作用 该交变电流的相位， 大小的物理量， 2.当t=0时，“awt十o”等于p,故p叫作 (2)感抗的大小由线圈的自感系数和交变 初相位，简称初相. 电流的频率共同决定.感抗用X表示，X= 2πL,线圈的自感系数越大，交流的频率越高， 2.相位差 线圈的感抗就越大. 两支交流的相位之差叫作它们的相位差， 感抗的单位是欧姆，在交变电路中类似于 设u=Emsin(at十9)，=Emsin(wt十p). 一个电阻. 相位差△0=(wt十9)一(wt十2）=91 4.电感对电流的作用 为常数，则称这两支交流“具有确定的相 (1)“通直流，阻交流” 低频扼流圈：自 位差” 感系数为几十亨，匝数为几千甚至超过一万， 当△g=9一=0，即9=时，两支交 对低频交流有较大阻碍作用，对直流的阻碍作 流同相（位）.即变化步调始终相同.若相位差 用很小。 P一9=π，则两支交流反相（位），即变化步调 (2)“通低频，阻高频”一高频扼流圈：自 始终相反 感系数为几毫亨，匝数为几百或几十，对低频交 重难拓展 流阻碍作用较小，对高频交流阻碍作